贪吃蛇的java代码分析

Posted 2020-08-26 我是陌生人

1. 代码剖析

贪吃蛇是一款十分经典的小游戏，对初入coding的朋友来说，拿贪吃蛇这样一个案例来练手十分合适，并不高的难度和成功后的成就感都是学习所必须的。下面我将依照我当时的思路，来逐步分析实现的整个过程。

让我们逐一分析。首先，整个游戏最基本的元素是地图。在java中用于绘图的类是swing和awt，在这里主要用到swing类。swing中用于窗口显示的类有JFrame及其子类。JFrame可以直接添加组件，但其本质是将组件添加到JFrame中的一个默认面板里，为了代码清晰，我会使用JPanel面板来绘制全部的动画，之后再将面板添加到JFrame窗体之中即可。

我们可能会疑惑于贪吃蛇的蛇身，它是由什么组成的？如何实现移动？我们可以把贪吃蛇的蛇身理解成一个集合，它有固定的起始元素，代表游戏一开始时的蛇身。当贪吃蛇吃到点时，集合就添加一个元素，蛇的长度就加一。那么，集合中的元素是什么呢？要理解这个问题，首先得关注蛇身移动所处的环境。在JFrame窗体中，是由X、Y轴坐标对位置进行区分。贪吃蛇的蛇身可以看做是一个一个联系紧密的点，在坐标轴上显示出来。每当朝某个方向移动时，蛇的坐标就按照某个规律变化。例如，我们操控贪吃蛇向上移动时，蛇的全体坐标的Y轴就减一；如果蛇的第一个坐标与蛇身的某个坐标重合，就代表贪吃蛇碰到自己；如果蛇的第一个坐标碰到了边界，蛇就撞墙。这就是贪吃蛇的本质。 
我们来建立建立蛇身上每一个点的对象，蛇身就是由一个一个这样的对象所组成的：

public class snakeNode {
    private int x;
    private int y;
    private String color;
    public snakeNode() {};
    public snakeNode(int x, int y, String color) {
        this.x = x;
        this.y = y;
        this.color = color;
        }
    public int getX() {
        return x;
        }
    public void setX(int x) {
        this.x = x;
        }
    public int getY() {
        return y;
        }
    public void setY(int Y) {
        this.y = y;
        }
    public String getColor() {
        return color;
        }
    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
        }
            这串代码表示蛇身上的每一个点，通过建立snakeNode的对象，指定不同的X轴和Y轴的值，就能组成一个蛇身。

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接下来我们要给每一个蛇身上的点设置范围，因为贪吃蛇有移动范围的限制，超过某个距离或者长度，就会越界导致游戏的终止。经过考虑，我们将范围设置在：

public class mainMap extends JPanel {
    private int width = 20;
    private int length = 30;
    private int unit = 20;
    }
    上面的代码定义了一个面板类，我们之后的操作都要在上面进行。类中定义了变量width和length。我们将蛇身的移动范围限制在X轴上0~20，Y轴上0~30，至于变量unit，稍后再进行分析。

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接着，我们需要一个集合，用来存储蛇身上的各个点。我们需要定义一个变量，用来表示随机出现的点（贪吃蛇的目标），并且定义一个变量Length用来表示蛇的长度。代码如下：

public class mainMap extends JPanel {
    private final int width = 20;
    private final int length = 30;
    private final int unit = 20;
    private ArrayList<snakeNode> snake = new ArrayList<>();
    private snakeNode newNode = new snakeNode(0,0,Color.WHITE);
    private int Length;
    }

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定义类的成员变量之后，我们开始定义构造方法，这样在构造mainMap的对象后程序就会开始运行。我们需要在构造方法中给集合添加一些元素，代表初始蛇身，也需要使用一个方法，用来创造随机点。代码如下：

public mainMap() {
    snake.add(new snakeNode(width/2,length/2,Color.RED);
    snake.add(new snakeNode(width/2,length/2+1,Color.BLUE);
    snake.add(new snakeNode(width/2,length/2+2,Color.GREY);
    Length = snake.size();
    createNode();
    }

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createNode是创造随机点的方法，让我们思考一下：创造随机点有哪些要求？首先，随机点的范围肯定不能超出限制，否则游戏将无法继续；其次，随机点不能出现在蛇身上，也就是随机点的坐标不能和蛇身体上的任意坐标相同，否则就会出现BUG。按照此要求，我们创作出代码如下：

public void createNode() {
    int newX = 0;
    int newY = 0;
    boolean flag = true;
    while(flag){
    X = new Random().nextInt(width);
    Y = new Random().nextInt(length);
    for(int x = 0; x < Length; x++) {
        if(snake.get(x).getX() == newX && snake.get(x).getY() == newY) {
        flag = true;
        break;
        }
        flag = false; 
    }
}
    Color color = new Color(new Random().nextInt(255),new Random().nextInt(255),new Random().nextInt(255));
    newNode.setX(newX);
    newNode.setY(newY);
    newNode.setColor(color);
    }
    这个方法随机产生0~width,0~length的随机数，通过循环判断是否与蛇身的点重合来产生随机点，同时产生随机的颜色，这里使用了Color的构造方法，不清楚的话可以通过API来查询。

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接下来是我们进行游戏中至关重要的一点，就是对蛇的移动进行控制。我们使用“wsad”或者键盘上的“上下左右”来控制蛇身的移动变化。这其中的原理想必很多人都能马上想到：监听器。这里我们要设置监听器的对象不再是一个按钮，一个标签，而是整个面板。我们要对整个面板增加一个键盘监听器，用来监听自己在键盘上的动作。这里我们统一一下，用”↑↓←→”来控制方向。当我们使用键盘捕捉到相应的动作后，该如何继续呢？该如何编写事件的处理？

我们来翻阅一下API。查看API中的KeyListener，我们可以查到KeyEvent,他有静态的常量用来表示键盘上相应的点触。VK_UP代表上箭头，VK_DOWN代表下箭头，VK_LEFT代表左箭头，VK_RIGHT代表右箭头。我们马上可以联想到：通过getKeyCode方法获取到键盘事件，和四个常量进行比较，如果符合，就可以按照对应的方向调用方法，来移动蛇身。我们可以定义一个Move()方法，并且定义一个变量direction代表方向，通过对direction不同的赋值传递给Move(),来对蛇身产生不同的移动效果。接下来贴代码：

public mainMap() {
    snake.add(new snakeNode(width/2,length/2,Color.RED);
    snake.add(new snakeNode(width/2,length/2+1,Color.BLUE);
    snake.add(new snakeNode(width/2,length/2+2,Color.GREY);
    Length = snake.size();
    createNode();
    this.addKeyListener(new KeyAdaper() {
        public void KeyPressed(KeyEvent e) {
            int direction = 0;
            switch(e.getKeyCode()) {
                case KeyEvent.VK_UP:
                    direction = 1;
                    break;
                case KeyEvent.VK_DOWN:
                    direction = -1;
                    break;
                case KeyEvent.VK_LEFT:
                    direction = 2;
                    break;
                case KeyEvent.VK_RIGHT:
                    direction = -2;
                    break;
                default:
                    break;
                }
            Move(direction);
            }
        });
    }
    //通过按下不同的方向键，我们得到了不同的direction变量，接下来我们定义一个Move()方法，传递direction变量来控制坐标的移动，从而得到蛇身变化的效果。 

    public void Move(int direction) {
        int firstX = snake.get(0).getX();
        int firstY = snake.get(0).getY();
        switch(direction) {
            case 1:
                firstY--;
                break;
            case -1:
                firstY++;
                break;
            case 2:
                firstX--;
                break;
            case -2:
                firstX++;
                break;
            default:
                break;
            }
        for(int x = 0; x < Length; x++) {
            if(snake.get(x).getX()==firstX&&snake.get(x).getY()==firstY) {
            Dead("不好意思，您碰到自己啦~~~~！！！！");
            }
        }//这个方法遍历蛇身集合中的每一个元素，拿出X轴和Y轴的值进行比较，来保证蛇头的第一个点没有触碰到蛇身的其他点。如果碰到了，就调用Dead()方法结束游戏，Dead()方法随后定义

        if(firstX < 0 || firstX > width - 1 || firstY < 0 || firstY > length -1) {
        Dead("不好意思，您撞墙啦");
        }//很简单，判断蛇头的坐标有没有超出界限

        for(int x = Length - 1; x >0; x--) {
            snake.get(x).setX(snake.get(x-1).getX());
            snake.get(x).setY(snake.get(x-1).getY());
        }
        snake.get(0).setX(firstX);
        snake.get(0).setY(firstY);
        }//这段代码从后往前遍历集合，把最后一个集合的X轴和Y轴赋值为前一个元素的X轴和Y轴，把移动后的firstX和firstY坐标赋值给第一个元素，那么蛇身的整体位置就进行了变化，也就可以达到蛇身移动的效果了。

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通过以上代码，我们已经初步搭建了贪吃蛇的基本逻辑框架。我们造出了蛇身，设置了按键后的蛇身移动的规律，也设置了蛇移动的范围。我们先给出总览的代码，这样有助于查漏补缺：

public class mainMap extends JPanel {
    private final int width = 20;
    private final int length = 30;
    private final int unit = 20;
    private ArrayList<snakeNode> snake = new ArrayList<>();
    private snakeNode newNode = new snakeNode(0,0,Color.WHITE);
    private int Length;

    public mainMap() {//这是构造方法
    snake.add(new snakeNode(width/2,length/2,Color.RED);
    snake.add(new snakeNode(width/2,length/2+1,Color.BLUE);
    snake.add(new snakeNode(width/2,length/2+2,Color.GREY);
    Length = snake.size();

    createNode();//这是创造随机点的方法

    this.addKeyListener(new KeyAdaper() {//这是设置键盘事件的方法
        public void KeyPressed(KeyEvent e) {
            int direction = 0;
            switch(e.getKeyCode()) {
                case KeyEvent.VK_UP:
                    direction = 1;
                    break;
                case KeyEvent.VK_DOWN:
                    direction = -1;
                    break;
                case KeyEvent.VK_LEFT:
                    direction = 2;
                    break;
                case KeyEvent.VK_RIGHT:
                    direction = -2;
                    break;
                default:
                    break;
                }
            Move(direction);
            }
        });
    }
    }
    public void Move(int direction) {//这是移动蛇身的方法
        int firstX = snake.get(0).getX();
        int firstY = snake.get(0).getY();
        switch(direction) {
            case 1:
                firstY--;
                break;
            case -1:
                firstY++;
                break;
            case 2:
                firstX--;
                break;
            case -2:
                firstX++;
                break;
            default:
                break;
            }
        for(int x = 0; x < Length; x++) {
                            if(snake.get(x).getX()==firstX&&snake.get(x).getY()==firstY) {
            Dead("不好意思，您碰到自己啦~~~~！！！！");
            }
        }

        if(firstX < 0 || firstX > width - 1 || firstY < 0 || firstY > length -1) {
        Dead("不好意思，您撞墙啦");
        }
        for(int x = Length - 1; x >0; x--) {
            snake.get(x).setX(snake.get(x-1).getX());
            snake.get(x).setY(snake.get(x-1).getY());
        }
        snake.get(0).setX(firstX);
        snake.get(0).setY(firstY);
        }

    public void createNode() {//这是创造随机点的方法
    int newX = 0;
    int newY = 0;
    boolean flag = true;
    while(flag){
    X = new Random().nextInt(width);
    Y = new Random().nextInt(length);
    for(int x = 0; x < Length; x++) {
        if(snake.get(x).getX() == newX && snake.get(x).getY() == newY) {
        flag = true;
        break;
        }
        flag = false; 
    }
}
    Color color = new Color(new Random().nextInt(255),new Random().nextInt(255),new Random().nextInt(255));
    newNode.setX(newX);
    newNode.setY(newY);
    newNode.setColor(color);
    }

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以上就是我们共同完成的步骤，如果全部实现并且加以理解，那么其实整个贪吃蛇的整体思路基本已经是掌握了。但这并没有结束，我们还有许多的细节问题需要完成。我将在下一节中继续来完成剩下的部分，包括蛇的定时移动，吃掉点的方法，已经画出蛇的样子。